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?【蓝桥杯嵌入式】蓝桥杯第十届省赛真题

?【蓝桥杯嵌入式】蓝桥杯第十二届省赛程序真题

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目录

赛题

硬件框图

功能要求

 赛题分析

代码实现

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赛题

硬件框图

功能要求

功能概述

        1)通过E2PROM完成商品库存数量以及商品单价的存储。

        2)通过串口打印输出购买商品购买数量、总金额等信息。

        3)依试题要求，通过按键，实现界面切换与控制功能。

        4)依试题要求，通过LCD、LED完成数据显示和指示功能。

性能要求

        1)按键响应时间:≤0.1秒。

        2)指示灯动作响应时间:≤0.2秒。(条件触发后0.2秒内)

LCD显示界面

        1)商品购买界面
        在商品购买界面下，通过LCD显示界面名称(SHOP)、商品名称以及商品数量。

        2)商品价格界面
        在商品价格界面下，通过LCD显示界面名称（PRICE)、商品名称以及商品价格。

         商品价格范围:1.0 - 2.0。保留小数点后1位有效数字。

        3)库存信息界面
        在库存信息界面下，通过LCD显示界面名称（REP)、商品名称以及当前库存数量。

        4)LCD通用显示要求
        显示背景色(BackColor):黑色

        显示前景色(TextColor):白色

        请严格按照图示2、3、4要求设计各个信息项的名称（区分字母大小写）和行列位置。

按键功能 

        1)B1:定义为界面切换按键,按下B1按键可以往复切换商品购买、商品价格、库存显示三个界面，切换模式如下图所示:

        2)B2:定义为“商品X”。
        在商品购买界面下，按下B2，商品X购买数量加1。购买数量调整模式:
                0  1  2  3  …  商品X库存数量  0  1  2  …
        在商品价格界面下,按下B2按键,商品X单价加0.1。商品单价调整模式:
                1.0  1.1  …  2.0  1.0  1.1  …

        在库存信息界面下，按下B2按键，商品X库存数量加1。

        3)B3:定义为“商品Y”。
                在商品购买界面下，按下B3，商品Y购买数量加1。购买数量调整模式:
                         0  1  2  3  …  商品X库存数量  0  1  2  …
                在商品价格界面下,按下B3按键，商品Y单价加0.1。商品单价调整模式:
                        1.0  1.1  …  2.0  1.0  1.1  …
                在库存信息界面下，按下B3按键，商品Y库存数量加 1。

        4)B4:定义为“确认”按键。
                在商品购买界面下，按下B4按键，确认购买信息，商品购买界面下的X、Y值重置为0,库存减少相应数量。

        注意:
                按键应进行有效的防抖处理,避免出现一次按下功能多次触发等情形。

                按键动作不应影响数据采集过程和屏幕显示效果。

                价格调整区间:1.0 - 2.0。

                购买数量调整区间:0-商品当前库存数量。

E2PROM存储功能

        通过竞赛平台上的 E2PROM (AT24CO2）保存商品库存数量和价格信息，存储位置要求如下:

                商品X库存数量存储地址:E2PROM内部地址0

                商品Y库存数量存储地址:E2PROM内部地址1

                商品X单价存储地址:E2PROM内部地址2

                商品Y单价存储地址:E2PROM内部地址3

        **注意:
                库存数量或价格发生变动时,数据写入到E2PROM中,无变化时不写入。

                设备重新上电，能够从E2PROM相应地址中载入商品库存数量和价格。

                严格按照试题要求的E2PROM地址写入并保存数据。

串口输出功能        

        使用竞赛板上的USB转串口功能完成以下要求，串口通信波特率设置为9600。

        1)打印输出总价及购买信息
                在商品购买界面下,B4按键按下后,设备串口输出购买商品数量和总价格。数据格式要求:

                X:2,Y:2,Z:4.0
                示例字符串表示购买了2个商品X，2个商品Y，总价为4.0元。总价保留小数点后1位有效数字，输出信息为ASCII 编码字符串。

        2)查询当前单价信息
                在任意界面下，通过串口调试助手，从 PC端向设备发送查询字符‘?’，设备返回当前各类商品单价。
                X:1.0,Y:1.0
                示例字符串表示商品X单价为1.0，商品Y为1.0。
                商品价格保留小数点后1位有效数字，输出信息为ASCII编码字符串。

LED指示灯功能

        1)LD1:在购买界面下，按下B4按键确认购买后，LD1点亮5秒后熄灭。

        2)LD2:若商品X、Y库存数量均为0，指示灯LD2以0.1秒为间隔切换亮灭状
态。

        3)LD3-LD8指示灯始终处于熄灭状态。

PWM输出功能
        在商品购买界面下，通过B4按键确认购买信息后，5秒内通过PAl引脚输出频率为2KHz，占空比为30%的脉冲信号，其余时间频率不变，占空比为5%。

初始状态说明

        请严格按照下列要求设计作品上电后的初始状态:

                1）商品X:库存数量10，单价1.0。
                2）商品Y:库存数量10，单价1.0。
                3）上电后，处于商品购买界面，商品X、Y购买数量为0。

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 赛题分析

        首先观察硬件框图，同样的，除了老三样（LED，按键，LCD）以外，就是本届赛题的重点考试内容了。显然本次考察重点是串口通信与EEPROM。这里插一个题外话，将近几年的省赛真题都做了一遍的小伙伴一个都能发现，最常见的组合就是串口通信+其他，本届又考了EEPROM，大胆预测，2023年可能就是考串口通信加PWM或模数转换了。

        回归正题，已经知道本届赛题考核的内容后，我们接着看功能要求中的功能概述。串口通信主要用到的是串口的发送，根据按键信号还发送商品购买数量，总金额，当然，往下仔细看，会发现串口还有一个功能要实现，就是接收串口数据，识别为"?"后，再通过串口发送商品单价。而EEPROM就是存储商品库存与商品单价了。其他比如购买，加库存等操作都是通过按键来实现的。

代码实现

按键\EEPROM模块

        按键的操作比较多，除了必有的界面切换，就是在特定界面下，商品的购买数量与单价的加与减。题目中的每个模块中的主要事项是一定要去仔细看的。还包括了按下购买按键后，使用串口发送数据。

        赛题还要求，将商品的库存与商品单价存储到EEPROM中，并且在每次有数值改变时，就要将改变后的数值存入EEPROM中。而数值的改变都是通过按键实现的，因此我们直接在按键判断中，改变数值的后面加上EEPROM的写入，在每次程序运行之初读取即可完成这项功能。

void key_proc(){uint q = 0 ,w = 0;//记录B4按键按下时刻count的值，与0.1秒闪烁的计时if(key[0].key_flag == 1){view++;if(view==3) view=0;LCD_Clear(Black);key[0].key_flag = 0;}if(key[1].key_flag == 1){if(0 == view){if(X_shop < X_rep)//购买数小于库存数{X_shop += 1;}}if(1 == view){X_price = X_price + 0.1;if(X_price > 2.1)//价格在1.0到2.0之间{X_price = 1.0;}uchar x_p = X_price*10;eeprom_write(2,x_p);}if(2 == view){X_rep ++;eeprom_write(0,X_rep);}key[1].key_flag = 0;}if(key[2].key_flag == 1){if(0 == view){if(Y_shop < Y_rep)//购买数小于库存数{Y_shop += 1;}}if(1 == view){Y_price = Y_price + 0.1;if(Y_price > 2.1)//价格在1.0到2.0之间//为什么是2.1呢？ 因为double类型的变量，1.9+0.1，有可能等于2.000000001之类的值{Y_price = 1.0;}uchar y_p = (int)(Y_price*10);eeprom_write(3,y_p);/*xp.val = Y_price;//使用共用体将浮点数存储在EEPROM中for(int i = 0; i < sizeof(float); i++){ eeprom_write(0x10 + i, xp.data[i]); HAL_Delay(5);}*/}if(2 == view){Y_rep ++;eeprom_write(1,Y_rep);}key[2].key_flag = 0;}if(key[3].key_flag == 1){if(0 == view){q = count;//记录按下的那一刻的数值TurnOn_LED(1);double z = X_shop*X_price + Y_shop*Y_price;/*串口发送*/char temp[20];sprintf(temp,"X:%d , Y:%d , Z:%.2f\r\n",X_shop,Y_shop,z);HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)temp,strlen(temp),50);//参数：串口号，要发送的字符，要发送的字符长度X_rep -= X_shop;Y_rep -= Y_shop;eeprom_write(0,X_rep);HAL_Delay(5);eeprom_write(1,Y_rep);X_shop=0,Y_shop=0;LED_Disp(0x01);__HAL_TIM_SetCompare(&htim16,TIM_CHANNEL_1,30);//设置占空比pa6_duty,然后通过定时器五秒后“30”恢复为“5”falg_d = 1;}key[3].key_flag = 0;}if(q > count-4 && q < count)//一个循环后，也就是5秒之后{TurnOff_LED(1);__HAL_TIM_SetCompare(&htim16,TIM_CHANNEL_1,5);}if(X_rep == 0 && Y_rep == 0){w = count;if(count-w == 10){Toogle_LED(2);    //翻转LED2的状态}}else{TurnOff_LED(2);}}

串口模块

        串口模块主要是接收串口发来的信息，并判断是否为“？”,是则发送商品单价。串口的另外一个功能在按键模块中实现。

void uart_rx_proc(){if(rx_pointer>0){if(rx_pointer==1){char temp[20];sprintf(temp,"X:%.2f,Y:%.2f\n",X_price,Y_price);HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)temp,strlen(temp),50);}else {char temp[20];sprintf(temp,"Error");HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)temp,strlen(temp),50);}rx_pointer=0;memset(rxdata,0,30);}}

LCD模块

        显示各种参数变量，要注意每一行每一列的显示都要与赛题中的位置一样。

void disp_proc(){if(view==0){char text[30];sprintf(text,"        SHOP   ");LCD_DisplayStringLine(Line1, (uint8_t *)text);sprintf(text,"     X:%d    ",X_shop);LCD_DisplayStringLine(Line3, (uint8_t *)text);sprintf(text,"     Y:%d    ",Y_shop);LCD_DisplayStringLine(Line4, (uint8_t *)text);}else if(view==1){char text[30];sprintf(text,"        PRICE    ");LCD_DisplayStringLine(Line1, (uint8_t *)text);sprintf(text,"     X:%.2f    ",X_price);LCD_DisplayStringLine(Line3, (uint8_t *)text);sprintf(text,"     Y:%.2f    ",Y_price);LCD_DisplayStringLine(Line4, (uint8_t *)text);}else if(view==2){char text[30];sprintf(text,"        REP    ");LCD_DisplayStringLine(Line1, (uint8_t *)text);sprintf(text,"     X:%d    ",X_rep);LCD_DisplayStringLine(Line3, (uint8_t *)text);sprintf(text,"     Y:%d    ",Y_rep);LCD_DisplayStringLine(Line4, (uint8_t *)text);}}

中断模块

        中断模块中包含按键的扫描，PWM占空比改变，库存为零后的LED灯闪烁与确认购买后LED灯５秒长亮。

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//定时器回调函数{if(htim->Instance==TIM3)//判断是定时器3//分频系数：80，重装载值：1000//也就是80Mhz的晶振，经过这些数值，这个定时器1秒种会响应100（80M/80/1000）次{//HAL_UART_RxCpltCallback(&huart1);key[0].key_sta=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0);key[1].key_sta=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1);key[2].key_sta=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_2);key[3].key_sta=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0);for(int i = 0;i < 4; i++ ){switch (key[i].judge_sta){case 0:{if(key[i].key_sta==0) {key[i].judge_sta = 1;//第一次判断是否按下key[i].key_time = 0;}}break;case 1:{if(key[i].key_sta==0)//进入下一次定时器扫描，按键还是按下状态，那么就确认为按下，以此来消抖{key[i].judge_sta = 2;}elsekey[i].judge_sta = 0;}break;case 2:{if(key[i].key_sta==1) //判断是否松手{if(key[i].key_time < 100){key[i].key_flag = 1;}key[i].judge_sta = 0;}else{key[i].key_time++;if(key[i].key_time > 100)//一次扫描10毫秒，100次1000毫秒，就是判断是否长按超过1000毫秒//未松手时,就会执行相应反应{key[i].long_flag = 1;}}}break;}}if(falg_d > 0){falg_d ++;LED_Disp(0x01);if(falg_d > 500)//5秒后{falg_d = 0;__HAL_TIM_SetCompare(&htim16,TIM_CHANNEL_1,5);//设置占空比pa6_duty//LED_Dispm(0x01);LED_mie();}}if(0 == X_rep && 0 == Y_rep){s ++;//0.1秒的循环位if(s == 10)LED_Disp(0x02);if(s == 20){s = 0;//LED_Dispm(0x02);LED_mie();}}count ++;if(count == 500)//每5秒后重新计时{count = 0;}}}